第3节 化学反应的速率 化学反应条件的优化——工业合成氨
考纲定位 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率(α)。 2．了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。 3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科研领域中的重要作用。 考点1| 化学反应速率的有关计算
(对应学生用书第140页)
[考纲知识整合]
1．化学反应速率
2017年：Ⅰ卷T27(1)；Ⅱ卷T27(2、3) 2016年：Ⅲ卷T27(2) 2015年：Ⅰ卷T27(1)、T28(4) 2014年：Ⅰ卷T9；Ⅱ卷T26(1、2) 2013年：Ⅰ卷T28(3) 全国卷5年考情
提醒：(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬间速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 (3)不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率，
因为固体或纯液体物质的浓度视为常数。 2．化学反应速率与系数的定量规律
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数
1111
之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。
mnpq
[应用体验]
在2 L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
1 / 9
回答下列问题：
(1)该反应的反应物和生成物分别是 ______________________________， 化学反应方程式为____________________________________________。
(2)0～10 s的平均反应速率v(H2)＝________________________；
v(HI)＝____________________。
(3)根据上述反应速率数值，分析用不同物质表示同一化学反应在同一时间内，化学反
应速率值是否必须相同？
________________________________________________________________。
(4)能否用I2(s)表示该反应的反应速率，为什么？
_________________________________________________________________。
【提示】 (1)H2、I2和HI H2(g)＋I2(s)
－1
－1
2HI(g)
－1
－1
(2)0.039 5 mol·L·s 0.079 mol·L·s
(3)同一化学反应在同一时间内，用不同物质表示的化学反应速率值可能相同，也可能
不同，但表示的意义都相同，并且化学反应速率之比等于系数之比
(4)不可以。因为对于有固体或纯液体参加的反应，其浓度视为常数，故不能用固体或
纯液体物质表示化学反应速率
[高考命题点突破]
命题点1 “三段式”突破化学反应速率的有关计算
2N2(g)＋6H2O(g)，现
1．NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)
向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混
合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A．v(N2)＝0.125 mol·L·min B．v(H2O)＝0.375 mol·L·min C．v(O2)＝0.225 mol·L·min
－1－1－1－1
－1
－1
－1
D．v(NH3)＝0.250 mol·L·min
－1
C [ 设4 min后，生成6x mol H2O(g)
4NH3(g)＋3O2(g)
2N2(g)＋6H2O(g) n(总)
起始(mol) 4 3 0 0 7
变化(mol) 4x 3x 2x 6x 4 min后(mol) 4－4x 3－3x 2x 6x 7＋x2 / 9
据题意，有
则4 min内H2O的变化浓度为Δc(H2O)＝
6x
×100%＝40%，解得：x＝0.5，7＋x
3 mol－1
＝1.5 mol·L，v(H2O)＝2 L
1.5 mol·L－1－1－1
＝0.375 mol·L·min，再由各物质表示的速率之比等于各物质的系数
4 min之比，可得各物质表示的反应速率分别为v(N2)＝0.125 mol·L·min，v(NH3)＝0.250
mol·L·min，v(O2)＝0.187 5 mol·L·min。]
2．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
2Z(g)
＋aQ(g)，2 min后达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L，下列叙述
错误的是( ) 【导学号：95160216】
A．a的值为2
B．平衡时X的浓度为0.2 mol·L C．Y的转化率为60%
D．反应速率v(Y)＝0.3 mol·(L·min) B [ X(g)＋3Y(g)
－1
－1
－1
2Z(g)＋aQ(g)
始态/(mol·L) 1 1 0 0 反应的量/(mol·L) 0.2 0.6 0.4 0.4 终态/(mol·L) 0.8 0.4 0.4 0.4
由已知量(无下划线)可求出其他未知量(带下划线)，在做这种类型的题时，一定要注意，方程式中的量要统一，一般用物质的量浓度。
A项，2∶a＝0.4∶0.4，a＝2；B项，[X]＝0.8 mol·L
－1
－1
－1
；C项，α(Y)＝
0.6 mol·L－10.6 mol·L－1－1
×100%＝60%；D项，v(Y)＝＝0.3 mol·(L·min)。]
1 mol·L－12 min
[思维建模] “三段式”求算vX、α的模板 根据已知条件列方程式计算。 例如，反应 mA ＋ nB
－1
pC
①t0 s/mol·L a b 0 nxpx－1
②转化/mol·L x
mmnxpx－1
③t1 s/mol·L a－x b－
mm
v(A)＝
xnxpx
，v(B)＝，v(C)＝， Δtm·Δtm·Δt
3 / 9
α(A)＝×100%。
命题点2 化学反应速率的换算与快慢比较 3．已知反应4NH3(g)＋5O2(g)
4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、
xa
v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列正确的关系是( )
A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O) C．2v(NH3)＝3v(H2O) D．4v(O2)＝5v(NO) v
D [根据
NH3vO2vNOv
＝＝＝454
H2O
可判断。] 6
4．(2018·长沙模拟)反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)＝0.45 mol·L·s ②v(B)＝0.6 mol·L·s ③v(C)＝0.4 mol·L·s ④v(D)＝0.45 mol·L ·s
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
【导学号：95160217】
A．④＞③＝②＞① C．①＞②＞③＞④
B．①＞④＞②＝③ D．④＞③＞②＞① v
AvB－1－1
＝0.45 mol·L·s；13
＝
0.6
＝3
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
B [可用比值法进行反应速率大小比较，＝0.2 mol·L·s；
1
－1
－1
－1
v
C2
＝
0.4vD－1－1
＝0.2 mol·L·s；220.45－
＝0.225 mol·L2
·s，故①＞④＞②＝③，B项正确。]
[方法技巧] 化学反应快慢的比较法
(1)同一物质比较法。换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
(2)比值比较法。比较化学反应速率与系数的比值，即对于一般反应aA(g)＋
bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较
率比B表示的大。
注：单位必须统一
v
AvBvAvB与，若>，则A表示的化学反应速abab
(2016·北京西城调研)向体积为2 L的固定密闭容器中通入3 mol X气体，在一定温
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度下发生如下反应：2X(g)Y(g)＋3Z(g)。经5 min后反应达到平衡，此时测得容器内
的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的化学反应速率为________，X的转化率为________，Z的平衡浓度为________。
【解析】 2X(g)
Y(g)＋3Z(g)
n(始)/mol 3 0 0
x3
Δn/mol x x
22
n(末)/mol 3－x x
x3
3－x＋＋x
22
由题意：＝1.2
3故x＝0.6，
0.6 mol2
所以v(Y)＝＝0.03 mol/(L·min)，
2 L×5 min
x232
α(X)＝
0.6
×100%＝20%, 3
3
×0.6 mol2c(Z)＝＝0.45 mol/L。
2 L
【答案】 0.03 mol/(L·min) 20% 0.45 mol/L
考点2| 化学反应速率的影响因素
(对应学生用书第141页)
[考纲知识整合]
1．化学反应速率的影响因素
(1)内因(主要因素)
反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为：Na>Mg>Al。
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)
2．有效碰撞理论解释反应速率的影响因素
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高考化学一轮复习第7章化学反应的方向、限度与速率第3节化学反应的速率化学反应条件的优化 - 工业合成氨学
